數(shù)字電子技術課程教學模式探索

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摘要:針對現(xiàn)行教學方式存在的問題，在教學組織、教學方式、考核方式等方面進行了改革，探索新教學模式。將大班講授和小班研討相結(jié)合的教學新模式引入至“數(shù)字電子技術”課程，在保持原教學主體內(nèi)容的基礎上，采用大班授課，夯實學生的基礎知識，采用小班研討，引導學生進行與課程內(nèi)容相關的討論，培養(yǎng)自主學習能力，激發(fā)創(chuàng)新精神。改革了課程考核形式，綜合學生筆試、討論課和創(chuàng)新活動表現(xiàn)等環(huán)節(jié)進行全方位考核。實踐表明上述各方面的改革取得了良好效果。

關鍵詞:大班講授;小班研討;學習特點“數(shù)字

電子技術”(以下簡稱“數(shù)電”)課程是所有電子類，自動化類專業(yè)學生的必修基礎課。本課程建立在“模擬電子技術”、“電路基礎”等先修課程的基礎上，又與后續(xù)專業(yè)課程緊密銜接，是一門綜合性較強的樞紐型課程，在教學中的地位舉足輕重。根據(jù)教育事業(yè)發(fā)展的時代要求，貫徹國家教育方針政策，南開大學推出“素質(zhì)教育實施綱要”，提出“公能”素質(zhì)教育的核心理念。該教育理念強調(diào)知行合一，協(xié)調(diào)發(fā)展。在教學上從側(cè)重“傳授知識”轉(zhuǎn)變?yōu)橹卦凇疤嵘刭|(zhì)”，更注意培養(yǎng)學生的學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，努力形成學生自覺學習的生動局面?！皵?shù)電”作為一門重要的基礎課，傳統(tǒng)的課堂灌輸式教學存在一定的局限性，不能適應新時代的教學要求，因此有必要進行相應的教學改革，引入新教學模式，積極發(fā)揮教師的引導作用，加強教學互動，激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)自主學習能力。

1“數(shù)電”課程存在的教學問題

“數(shù)電”課程是必修基礎課，理論性強，邏輯性強，涉及大量邏輯公式，教學上主要采取課堂講授的灌輸式教學法，師生缺乏交流，教學方式方法存在局限性和不足，具體來說具有如下幾個方面。

1．1傳統(tǒng)的教學方法學生參與度低

“數(shù)電”采用課堂講授的灌輸式教學方法，這種方式扼殺了學生學習的主動性和積極性，沒有激發(fā)出學生的興趣，沒有啟發(fā)學生對各知識點的背景和相互聯(lián)系進行深入思考。造成學生對于各個定理、公式缺乏深入理解，不能靈活正確運用。例如:時序電路分為同步時序電路和異步時序電路，學生們往往掌握了兩類電路的分析和設計方法，但是卻回答不出下面的問題:兩類電路的優(yōu)缺點各是什么?在實際電路設計時該如何選用這兩類電路?現(xiàn)在“素質(zhì)教育”的教學目標要求教師不僅僅要傳授專業(yè)知識，更要教會學生如何學習，培養(yǎng)他們的自主學習，獨立思考能力，激發(fā)他們的學習興趣。

1．2教學活動組織形式陳舊

實踐證明好的教學組織形式能夠有效促進師生互動，激發(fā)學生學習熱情。“大課”這種教學組織形式具有較強的約束性，強調(diào)紀律性，可以高效的教授理論知識，讓學生打下扎實的基礎，培養(yǎng)良好的學習習慣。但這種教學形式不利于師生互動和培養(yǎng)學生主動學習能力?！皵?shù)電”課邏輯性強，內(nèi)容復雜枯燥，長期采用單一的“大課教學”組織形式會使學生思維產(chǎn)生鈍化，漸漸失去學習興趣甚至產(chǎn)生厭煩。此外，“大課教學”的課堂氣氛比較嚴肅，很多學生自尊心強，怕答錯，怕出丑，因此不愿主動和教師互動，很多師生互動往往流于形式，效果有限。

1．3學生考核方式有待調(diào)整

對于任何教學模式，學生考核方式都是十分重要的組成部分。它指導著學生學習目標，激發(fā)著學習動力。教學評價機制像一只無形的手，指揮著教學活動?！皵?shù)電”作為一門主干課程，總評成績與學生保研，出國，申請獎學金等息息相關。現(xiàn)行的“數(shù)電”考核方式有效督促了學生努力學習，激發(fā)了學習動力，但也有片面性?，F(xiàn)行課程評價機制沒有考察學生的創(chuàng)新性，團隊合作能力，獨立思考能力等方面，因此造成很多學生片面追求好成績，只關心與成績相關的要求，只學習與考試相關的內(nèi)容，知識掌握很不全面，忽視了能力的培養(yǎng)。因此需要根據(jù)實際情況調(diào)整教學評價機制，指導教師教學，激勵學生獨立思考，主動學習，全面發(fā)展自己。

2教學改革的具體措施

上述教學中存在的問題是普遍存在的，對此國內(nèi)外各院校教師做了大量教法創(chuàng)新和改革，提出了很多新教學思想和觀點，如CDIO教學法［1－2］，探究式教學［3］，基于仿真技術的教學［4－5］，結(jié)合思維導圖的教學［6－7］等?；谛陆虒W思想，各院校對“數(shù)電”教學模式也進行了積極探索［8－10］。這些教法改革的新成果和各個兄弟院校課程教學改革經(jīng)驗給了我們極大啟發(fā)?！敖虩o常法，唯有得法”，根據(jù)各種教學模式的優(yōu)缺點，兼顧大班制和小班制教學的優(yōu)點，提出了“大班授課，小班討論”的教學新模式。新教學模式由大班講授課和小班討論課組成，課時比例約為3∶1。“數(shù)電”課程總學時64課時，拿出其中16課時作為小班討論課，占總課時1/4，其它課時還是以大班講授為主。小班討論課根據(jù)教學進度穿插安排，平均每34星期會安排1星期的討論課。每學期安排6至8次討論課，每次討論課一個班90分鐘，總學時保持64學時不變。這樣沒有給學生增加額外的負擔。新教學模式兼顧了大班教學和小班討論的優(yōu)點，用較少的教學資源實現(xiàn)了較好的教學效果。大班講授課以理論教學為主，使學生能夠打下牢固扎實的理論基礎。小班討論課對重要知識點提出問題，進行討論。在提出問題，探討問題，解決問題的過程中，引導學生獨立查閱資料，自主學習，鼓勵學生大膽設想，小心求證，同時也強調(diào)團隊合作，培養(yǎng)集體意識。討論課是把大教學班按照30人一班的原則分成小討論班。每個討論班分成討論組，5到6人一組。分組討論時，教師深入每組參與討論，每組課后要就討論的問題提交報告，最后制作PPT，課上進行匯報。這樣的組織形式拉近了師生距離，營造了活潑寬松的課堂氛圍，非常有利于鼓勵學生主動學習，積極探索。在討論課上，鼓勵學生采用PPT，動畫演示，EDA仿真等多種表現(xiàn)形式，增加學習熱情，提高學習興趣，培養(yǎng)學生的表達能力。通過討論課，讓學生在親身實踐的過程中自然而然地加深對所學知識的理解。例如主從型JK觸發(fā)器的分析有沒有簡便方法?維持阻塞型觸發(fā)器的原理、如何用門電路設計計數(shù)器等問題。傳統(tǒng)的教學方法是在課堂上直接講授相關問題并給出解答方法。改革后，把學生分成討論組，把上述問題分發(fā)下去，先不給答案，由學生討論，提出解答。討論課上所有討論組發(fā)言匯報，最后由教師進行點評。在討論中，學生慢慢領悟到各知識點的背景、聯(lián)系，更加深入理解所學內(nèi)容。再通過做PPT，進行匯報，把自己和小組成員的領悟條理化，使其更明確，更清晰。最后由教師做點評和總結(jié)。經(jīng)過這個過程之后，學生對所學內(nèi)容的理解和學習能力都得到很大提升。在學期末，教師會留一個綜合性課程設計題目進行討論，這個題目既要求學生綜合運用過去所學的知識，也包括了后續(xù)課程的一些相關知識，起到承上啟下，鼓勵創(chuàng)新思維的作用。例如可以討論電容測量電路的設計問題，樓道燈延時控制開關，汽車安全帶警示器等問題。這樣既復習了相關知識，又把所學與實際應用相結(jié)合，使學生能夠融會貫通。新教學模式采用了新考核方式。新考核方式改變過去期末考試占比過重的情況，既注重學習結(jié)果也重視學習過程，既重知識記憶也重視能力培養(yǎng)，考查范圍多元化以便能及時全面反饋學生學習情況，考查期覆蓋整個學期以便學生可以及時掌握自己的學習欠缺。新的總評成績組成是:總評成績=期末成績*60%+平時成績*20%+小班討論課成績*20%。期末考試成績占比由過去70%80%降至現(xiàn)在60%。反映學習能力和學習過程表現(xiàn)的平時成績和討論課成績占比升至40%。這樣做首先減輕學生對期末考試的憂慮和畏懼，可以用一個比較輕松的心態(tài)真正投入到學習中去。同時也督促學生拋棄“考前突擊”，“死記硬背”的應試學習模式，轉(zhuǎn)換到更注重培養(yǎng)自己主動學習能力，注重培養(yǎng)自己獨立思考能力等方面。新的考核方式也包括考查學生團隊合作能力，邏輯表達能力，報告寫作水平，PPT制作水平等多方面。使學生通過學習“數(shù)電”課程能夠全方位的鍛煉自己，切實提高各方面素質(zhì)。新的考核方式考查期貫穿整個學期，學生平時的課堂學習和小組討論中的表現(xiàn)，都會及時反映在成績中，這樣教師可以及時掌握學生學習狀況改進教法，學生也可以及時了解自己的不足加強學習，形成一個有效的“學習、考核、反饋、改進”循環(huán)，顯著改善教學效果。

3教學改革的效果

實踐證明教學改革增加了學生的學習熱情，活躍了思維，學習主動性有了提高，取得了顯著的效果，具體表現(xiàn)在如下幾個方面。

3．1加強了學生對知識的理解

新的教學方法增強了學生對知識的理解深度和廣度。比如，傳輸門結(jié)構(gòu)雖然簡單，但組成原理復雜，很多學生理解不透，知其然不知其所以然。通過討論，理解了傳輸門的組成原理和互補結(jié)構(gòu)的必要性。再比如，555定時器結(jié)構(gòu)復雜，應用廣泛，學生不易掌握。通過討論課，學生熟悉了定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對555內(nèi)部各組成部分的作用有了深入理解。

3．2啟發(fā)了學生的創(chuàng)新性

教學改革激發(fā)了學生的發(fā)散思維，處理問題時更有創(chuàng)新性。例如，討論主從JK觸發(fā)器的“一次翻轉(zhuǎn)”問題時，學生不僅對問題本身有了深入理解，而且在教師啟發(fā)下，證明了一種分析主從JK觸發(fā)器輸出波形的簡便方法。這種證明方法是本班師生自主創(chuàng)新，沒有任何課本提到的新方法。再比如，期末考試試題特意出了一道課上從沒講過，學生也沒見過的設計題。要求學生有創(chuàng)新性思維，靈活運用所學，用盡量簡潔的電路解決問題?？荚嚱Y(jié)果反映良好，大多數(shù)學生都展現(xiàn)了創(chuàng)新性思維。

3．3學生自身感受到了新教學模式的良好效果

任何教學改革，如果要取得成功，都必須要讓學生能切身感受到良好的效果。在教學改革開始的動員階段，學生對新教學模式的效果心存懷疑。經(jīng)過一個學期的實踐，學生內(nèi)心的懷疑消失了，對教學效果普遍持積極肯定的態(tài)度。學生們說“……科研創(chuàng)新在近些年已經(jīng)逐步從考驗個人能力轉(zhuǎn)換為考驗團隊協(xié)作能力。經(jīng)歷了這學期“數(shù)電”的幾次討論課，讓我感受到了團隊協(xié)作的重要性，真切地感受到了1+1＞2的事實。從最早開始老師講授全部課程，到現(xiàn)在有一小部分內(nèi)容需要小組討論學習，這對于我來講也是一個不小的挑戰(zhàn)，很好地培養(yǎng)了我自學能力與自我總結(jié)能力。發(fā)現(xiàn)問題后經(jīng)過小組的研究討論，問題便得到了解決。討論課上，老師的引導和啟發(fā)讓我對討論內(nèi)容印象特別深刻，同時也讓我對相關知識有了更深層次的理解……”;“……在這個過程中，學生由一個學習中的被動地位轉(zhuǎn)換到了主動的地位，學習的積極性提高了，同學們有了主動的意識去學習而不再是被動的了。學生在一個主動的學習過程中學習效率會更高……”。可以看出學生切身感受到了新教學模式的良好效果。4結(jié)語“數(shù)字電子技術”課程由于其內(nèi)容復雜、枯燥，教法單一，教學效果一直不盡如人意。提升學生主動性，增加學生學習熱情是改進教學方法的方向。根據(jù)教學規(guī)律和學生的學習特點，提出了“大班授課，小班討論”的新教學模式，新模式兼顧了大班制和小班制教學的優(yōu)點，既可以高效率的傳授理論知識，讓學生打下扎實的基礎，培養(yǎng)良好的學習習慣，又可以兼顧新時代學生的學習特點，加強師生互動，培養(yǎng)學生自主學習能力，激發(fā)創(chuàng)新精神。實踐結(jié)果表明，新教學模式增加了學生的學習熱情，活躍了思維，學習主動性有了提高，取得了良好效果，本次改革也為其它基礎課的教學改革提供了借鑒。

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作者:郭澎 孫桂玲 任立儒 劉波 單位:南開大學電子信息與光學工程學院